(2025年)模具制造工艺学期末复习题(含答案)

(2025年)模具制造工艺学期末复习题(含答案)一、填空题1.模具制造中，为消除毛坯内应力、稳定尺寸，常采用的热处理工序是（时效处理）；为提高表面硬度和耐磨性，最终热处理多采用（淬火+低温回火）。2.模具零件的加工阶段通常划分为粗加工、半精加工、（精加工）和（光整加工）四个阶段，其中（精加工）阶段的主要任务是达到零件的尺寸、形状和位置精度要求。3.电火花加工的基本原理是基于（脉冲放电）对材料的电蚀现象，其加工精度主要受（工具电极损耗）、放电间隙一致性和加工稳定性的影响。4.模具型腔加工中，常用的特种加工方法包括（电火花加工）、（电解加工）、（激光加工）和超声波加工，其中（电火花加工）适用于加工高硬度、复杂形状的导电材料。5.模具装配的关键是保证（各零件相对位置精度）和（配合间隙均匀性），常用的装配方法有（互换法）、修配法和调整法，其中（修配法）适用于单件小批量生产。6.冲裁模凸凹模的加工中，若采用（配作法）加工，需以其中一件为基准，按其实际尺寸配作另一件，可降低加工难度；若采用（分别加工法），则需严格控制两件的尺寸公差，适用于高精度模具。7.注射模动定模分型面的加工精度直接影响（塑件飞边）和（尺寸一致性），常用的加工设备是（数控铣床）或（加工中心），表面粗糙度一般要求达到（Ra0.8μm以下）。8.模具导向机构（如导柱、导套）的配合精度通常为（H7/h6）或（H7/g6），其加工需保证（圆柱度）、（同轴度）和表面硬度（一般为58-62HRC）。9.模具制造工艺规程的核心文件是（机械加工工艺卡），其内容包括（工序名称）、（加工设备）、（切削参数）和检验要求等。10.精密模具零件的测量中，三坐标测量机主要用于检测（复杂曲面的坐标点）、（形位公差）和（空间尺寸），其测量精度可达（2-5μm）。二、选择题（每题2分，共20分）1.以下哪种加工方法适合加工模具深窄槽（宽度≤2mm，深度≥30mm）？（）A.普通铣削B.电火花线切割C.车削D.磨削答案：B（线切割可加工窄缝，电火花成型也可，但线切割更适合深窄槽）2.模具零件粗加工时，应优先考虑（）A.加工精度B.表面质量C.材料去除率D.刀具寿命答案：C（粗加工以高效去除余量为目标）3.注射模浇口套的加工中，内孔（与注射机喷嘴接触部分）的表面粗糙度要求通常为（）A.Ra3.2μmB.Ra1.6μmC.Ra0.8μmD.Ra0.4μm答案：C（需保证密封性，一般Ra0.8μm以下）4.冲裁模凹模的刃口尺寸设计中，若零件标注为孔类尺寸（如φ20+0.10），则凹模刃口尺寸应取（）A.零件尺寸上限B.零件尺寸下限C.零件尺寸中间值D.与凸模配作答案：A（凹模决定孔的尺寸，需取零件公差上限）5.以下哪种热处理工艺可同时提高模具表面硬度和心部韧性？（）A.淬火B.退火C.表面淬火D.调质+表面渗碳答案：D（渗碳提高表面硬度，调质保证心部韧性）6.模具装配时，若导柱与导套配合过紧，可能导致（）A.导向不灵活B.模具寿命延长C.塑件尺寸稳定D.合模力减小答案：A（过紧会增加摩擦，影响导向）7.电火花加工中，工具电极材料通常选用（）A.高速钢B.紫铜或石墨C.硬质合金D.陶瓷答案：B（紫铜导电性好，石墨易成型，损耗小）8.模具加工中，“基准统一原则”指的是（）A.所有工序使用同一组定位基准B.粗精加工基准分开C.以设计基准为唯一基准D.仅使用天然基准答案：A（减少基准转换误差）9.精密模具型腔的抛光通常在（）阶段进行A.粗加工B.半精加工C.精加工D.光整加工答案：D（光整加工以提高表面质量为目的）10.以下哪项不是模具制造的特点？（）A.单件小批量生产B.加工精度要求高C.标准化程度高D.多采用特种加工答案：C（模具标准化程度较低，需定制）三、简答题（每题8分，共48分）1.简述模具零件加工顺序安排的基本原则。答：①先基准后其他：先加工定位基准面，再加工其他表面；②先粗后精：先粗加工去除余量，再半精加工、精加工；③先主后次：先加工主要工作表面（如型腔、刃口），再加工次要表面（如螺孔、销孔）；④热处理工序穿插：淬火等最终热处理安排在精加工前，时效处理安排在粗加工后；⑤特种加工优先：电火花、线切割等安排在淬火后，避免热处理变形影响精度。2.比较电火花加工与电解加工的异同点。答：相同点：均为非传统加工方法，适用于难切削材料；加工过程不依赖机械力。不同点：①原理：电火花基于电蚀（熔化、气化），电解基于电化学溶解；②材料要求：电火花需导电，电解需导电且能发生阳极溶解；③表面质量：电火花有重熔层，电解无热影响层；④工具损耗：电火花工具损耗较大（石墨/铜），电解工具无损耗；⑤应用：电火花用于精密型腔、小孔，电解用于大面积去除（如叶片、锻模）。3.冲裁模凸凹模间隙对模具寿命和冲裁件质量的影响。答：①间隙过小：刃口易磨损，模具寿命降低；冲裁件毛刺小但塌角小，可能出现二次剪切，断面质量差；②间隙过大：刃口承受拉应力大，易崩刃；冲裁件毛刺大，塌角大，尺寸精度低；③合理间隙：刃口磨损均匀，模具寿命长；冲裁件断面光滑，毛刺小，尺寸稳定。4.注射模动模仁（型芯）的加工工艺路线（材料为Cr12MoV，要求硬度58-62HRC）。答：工艺路线：下料→锻造→退火（改善切削性）→粗加工（车、铣外形及初步型腔）→半精加工（铣削、电火花预加工型腔）→淬火+低温回火（达到硬度要求）→精加工（线切割修型腔、数控铣精加工外形）→坐标磨床精修型腔尺寸→抛光（Ra0.2μm以下）→检验。5.模具制造中，如何控制加工变形？答：①结构设计：避免薄壁、细长结构，均匀壁厚；②材料选择：采用变形小的模具钢（如P20预硬钢）；③热处理：采用真空淬火、分级淬火减少应力；④加工顺序：粗加工后时效处理，释放内应力；⑤装夹方式：使用柔性夹具（如磁力吸盘），避免夹紧力过大；⑥切削参数：精加工采用小切深、高转速，减少切削热。6.简述三坐标测量机在模具检测中的应用及注意事项。答：应用：①测量复杂曲面（如汽车覆盖件模具型面）的轮廓度；②检测孔组的位置度（如导柱孔、螺钉孔）；③测量形位公差（如平面度、垂直度）；④对比实际零件与CAD模型的偏差（逆向工程）。注意事项：①环境温度控制（20±2℃），避免热变形；②测头选择（硬测头用于刚性表面，触发式测头用于单点测量，扫描测头用于曲面）；③测量路径规划（避免测头与零件碰撞）；④数据处理时需考虑测头半径补偿。四、计算题（每题10分，共20分）1.某冲裁模凸模与凹模的配合间隙要求为0.08-0.12mm，采用配作法加工。已知凸模刃口尺寸为φ30-0.020（IT7级），试确定凹模刃口的尺寸及公差。解：配作法以凸模为基准，凹模按凸模实际尺寸配作，保证间隙。凸模实际尺寸范围：30-0.020=29.98mm（最小）至30mm（最大）。间隙要求0.08-0.12mm，故凹模尺寸=凸模尺寸+间隙。凹模最小尺寸=凸模最小尺寸+最小间隙=29.98+0.08=30.06mm；凹模最大尺寸=凸模最大尺寸+最大间隙=30+0.12=30.12mm；因此，凹模刃口尺寸标注为φ30.06+0.060（上偏差0.06，下偏差0），即φ30.060~30.120mm。2.某模具导柱的加工余量计算：毛坯为φ45mm圆钢，需加工至φ40h6（φ40-0.016），已知粗车余量为2mm（单边），半精车余量为0.5mm（单边），精车余量为0.1mm（单边），试校核总余量是否合理，并计算各工序尺寸。解：总加工余量（单边）=粗车+半精车+精车=2+0.5+0.1=2.6mm；毛坯直径=成品直径+2×总余量=40+2×2.6=45.2mm（与给定毛坯φ45mm接近，需调整）。调整后：精车工序尺寸=成品尺寸+精车余量=40+0.1=40.1mm（公差按精车精度，如IT8，φ40.1±0.02）；半精车工序尺寸=精车尺寸+半精车余量=40.1+0.5=40.6mm（公差IT9，φ40.6±0.04）；粗车工序尺寸=半精车尺寸+粗车余量=40.6+2=42.6mm（公差IT11，φ42.6±0.12）；毛坯尺寸=粗车尺寸+毛坯公差（一般±1mm）=42.6±1mm，与给定φ45mm相比，毛坯直径偏大0.4mm（45-42.6=2.4mm，单边1.2mm），需调整粗车余量为2.4mm（单边），则总余量=2.4+0.5+0.1=3.0mm，毛坯直径=40+2×3=46mm（更合理）。五、综合分析题（每题12分，共24分）1.分析汽车覆盖件拉深模凹模的制造难点及关键工艺措施。答：制造难点：①型面复杂（自由曲面），精度要求高（轮廓度≤0.1mm）；②尺寸大（长度≥2m），易变形；③材料为合金铸铁或铸钢，切削性能差；④表面需抛光至Ra0.4μm以下，避免拉深时划伤零件。关键工艺措施：①采用五轴联动加工中心粗、精加工型面，减少装夹次数；②粗加工后时效处理（自然时效或振动时效），释放内应力；③精加工时使用球头立铣刀，小步距（≤0.2mm）、高转速（8000r/min），保证表面质量；④型面检测采用激光扫描+三坐标测量，对比CAD模型修正加工参数；⑤抛光采用气动磨头+金刚石磨膏，沿拉深方向抛光，避免逆向划痕；⑥局部易磨损区域（如圆角）堆焊硬质合金，提高寿命。2.某企业需制造一副高精度手机外壳注射模（型腔数4，材料为S136不锈钢，要求塑件表面无熔接痕、尺寸公差±0.05mm），试制定其制造工艺方案（包括主要工序、设备及质量控制要点）。答：工艺方案：（1）零件加工：①模板（动/定模固定板、推板）：数控龙门铣粗铣外形→加工中心钻铰导柱孔（H7，公差±0.01mm）→磨床精加工上下平面（平行度≤0.02mm）；②型腔镶件：锻造→退火→粗铣（加工中心，留1mm余量）→淬火（50-52HRC）→电火花精修型腔（精度±0.01mm）→坐标磨床修内表面（Ra0.4μm）→抛光（Ra0.2μm，避免方向性）；③型芯（手机按键位）：线切割粗加工（留0.05mm余量）→慢走丝线切割精加工（精度±0.005mm）→电解抛光（去除线切割纹）；（2）装配：①导柱导套过盈压入（H7/r6），配磨保证滑动顺畅（间隙≤0